Регуляторнапряжения с вдфроаш упрашением

Союз СоиетекинСоциалистичесеаРеотублик ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(51) М. Кл. 9 051 Х/14 с присоединением заявки Государственный нвинтет Совета Мнннстрав СССР вв делам наабретеннй и открытий(088.8),(32) ПриоритетОпубликовано 25.06.74 Бюллетень23 Дата опубликования описания Х 5.уф 74(54) РЕ 1 ЯИТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯУПРАВЛЕНИЕМ Изобретение относится к области радиоэлектроники и автоматики и может быть использовано для стабилизации и регулирования напряжения.5В известных регуляторах пе- . ременного напряжения с цифровым уп авлением,содержащих регулируюорган в виде нескольких групп встречно=параллельно соединенных 10 тиристоров,подключенных к отводам силового автотрансформатора,генераторы управляющих импульсов для тиристоров,индикатор знака тока и цепь обратной связи, состоящую из измерительного органа,трехпозиционного нуль=органа и реверсивного счетчика импульсов, большое число позиций для обеспечения малой погрешности квантования дости- ф гается увеличением длины (значности) ЧИСЛО=ИМПУЛЬСНОГО Кодаечто ведет к пропорциональному увеличению периода регулируемого напряжения,или усложнением регули- . 2 б 2рующего органа (большое число од-новременно переключаемых тивисторных групп многообмоточнй силовой трансформатор,ток нагрузки проходит через несколько последовательно включенных тиристоров), что ведет к увеличению веса,габарита и снижению к.п.д, регулятора.Цель изобретения - уменьшение периода регулирования и обеспечение большого числа позиций регулятора малым числом тиристорных групп.Это достигается введением в предлагаемый регулятор генератора тактовых импульсов, выходом подключенным к счетному входу реверсивного счетчика,к шинам сложения и вычитания которого подсоединены выходы трехпозиционного нуль:органа через концевые выключатели, циклического счетчика. импульсов с периодом цикла, равным периоду регулирования,и блока логики,на вхо ды которого подключены выходы ре-3версивного и циклического счетчиков и индикатОра знака токаа выходы соединены с генератором управляющих импульсов,На фиг. Х представлена прин .ципиальная схема регулятора; нафиг. 2 - форма выходного найряже, ния при различных позициях регулятОра.3 сОстав регулятора входят 10:встречно=параллельные тиристорныегруппы Х,2 силовой автотрансформатор З,йндикатор знака тока 4,формирователь импульсов 5 цикли-ческии счетчик импульсов 1; к БЫходу регулирующего органа йодключены нагрузочный резистор 7 ицепь обратной связи,в которую последовательно Бключейы: измерительный орган 8,трехпозиционный нуль:отан 9,концевые выключатели 10 иХХ,реверсивный счетчик импульсовХ 2,блок логики ХЗ,блок генераторов управляющих импульсов И.Особенность предлагаемого 25регулятора заключается Б том,чтовыходное переменное напряженйеимеет специальную цифровую форму,реализующую разрнднни число=импульсный код (РЧИ), з 0Принцип построения такогокода следующий. Выбирается основание кода К и число разрядов р;цифры Б каждом разряде могут принимать значения 0,1,2,(К-Х); з 5все цифры данного раздда Б К разбольше той же цифры Б соседнеммладшем разряде;цифра разряда выражается числом одинаковых периоДОБ напряжения сети 8 каждому 40разряду соответствует амплитуданапряжениявеличина которой .обеспечивает эквивалентность по напряжению одного периода данногоразряда К периодам соседнего младщего разряда.При релировании среднегозначения переменного напряженияамплитуда выходного напряжения,соответствующая периоду перБОго 50разряда У,равна К Уо,где 6 д- амплитуда нулевогоразряда.для, второго разряда Ьд=Кйа=К г,да и т д55При заданной кратности изменения входного напряжения погрешность квантования тем меньше,чембольш число позиций М регулятора,И=К.Период регулирования Т 2=1 ТХ,где - длина РЧИ кода; Г:рК-Х)ТХ - период напряжения сети,4Число тиристорных встречно: параллельных групп равно числу разрядов р.Если не требуется регулировка выходного напряжения до нуля, например при работе регулятора в режиме стабилизации выходного напряжения,то для уменьшения погрешности квантования (при том же числе позиций регулятора и той же длине кода) целесообразно работать с, начальным уровнем. Для работы сначальным уровнем добавляется еще одна тиристорная группа Х 5 (см, фиг. Х),управление которой осествляется от того же блока логики ХЗ. При работе с начальным уровнем Б нулевой позиции регулятора номинальное значение выходного напряжения обеспечивается начальным уровнем,в промежуточных позициях регулятора свободные от разрядов периоды выходного напряжения заполняются периодами начального уровня. Амплитуды в разрядах выбираются так,чтобы обеспечить зквивалентность приращения в одном периоде данного разряда приращениям напряжения Б К периодах соседнего младшего разряда, причем приращения берутся по отношению к начальному уровню.На фиг. 2 показана форма Быходного напряжения при различных позициях РЧИ регулятора, работающего Б двухразрчдном (р=2) четверичном (К=4) коде с начальным уровнем, СлеБа по вертикали указаны порядковые номера позиций регулятора от 0 до Х 5,справа - те же, номера приведены Б четверичнои коде от 00 до 33 (три:три). Сверху по горизонтали даны номера пеиодов напряжения сети от 0 до б.ри максимальном напряжении сети У макс регулятор находится в нулевой позиции 00 и выходное напряжение создается начальным уровнем - работает только тиристорная группа Х 5, При минимальном входном напряжении Омин регулятор переходит Б конечную позицию ЗЗ (три=три),порядковый номер Х 5,при этом периоды О,Х и 2 сети заполни- ются нулевым разрядом, работает группа Х (см. фиг. Х),а периоды 3,4 и 5 заполняются первым разрядом,работает группч 2.На фиг. Х приведена схема РЧИ регулятора, работающего в двух- разрядном четверичном коде с начальным уровнем. Регулир " орган состоит иэ автотранс орматора53 и трех встречно=параллельных ти-, ристорных групп, обеспечивающих соответственно йачальный уровень- группа 15 нулевой разряд - группа 1 и первый разряд - группа 2. Выходное напряжение поступает в нагрузочный резистор 7 и на вход цепи обратной связи регулятора. В цепи обратной связи измерительный: орган 8 преобразует переменное напряжение в постоянное,пропорциональное среднему значению переменного. Это напряжение сравнивается с задающим опорным) напряжением Ь,и сигнал рассогласования поступает на вход 16 трехпозиционного нуль:органа 9, Если сигнал рассогласования меньше порога срабатывания нуль=органа,то на выходах 17 и 18 сигнал Отсутствует,систе- ма находится в равновесии. При этом реверсивныи счетчик Х 2 заперт,и число на его выходе не изменяется. При уменьшении выходного напряжения от установленного значения с выхода 17 нуль=органа 9 подается открывающий сигнал на шину сложения 19 реверсивного счетчика 12,который начинает складывать тактовые импульсы,непрерывно поступающие на его вход 20 с одного из Выходов циклического счетчика 6. Записанное в параллельном двоичном коде число импульсов с Выхода реВерсивного счетчика 12 поступает на вход 21 блока логики 13. На вход 22 блока логики поступают импульсы с циклического счетчика импульсов 6, который работает с периодом равным периоду регулирования Т 2,т.е, в данном случае Т 2 = 6 Т 1,и осЛествляет нумерацию периодов напряжения сети. Кроме того,на вход 23 блока логики ХЗ поступает сигнал с выхода индикатора знака тока 4. В блог . 13 зависимости от позиции регулятора номер позиции определяется числом, записанным на входе 21 блока логики), номера периода сети и знака тока создаются сигналы,обеспечивающие формирование РЕГУЛЯТОРОМ ВЫХОДНОГО НаПРЯжЕНИЯ согласно фиг. 2. Если сигнал рассогласования будет иметь знак,соответствующий увеличению стабйлизированного напряжения,то с выхода 18 нулоргана 9 на шину вычитания 24 реверсивного счетчика 12 поступает команда на вычитаниеимпульсов. Сигналы на управляющие шины счетчика 12 поступают с нуль= органа 9 через концевые выключател и 10,И. Если реверсивный счет полностью заполнен (максимальный номер, позиции),то концевойвыключатель Ю запйрает управдяв 5 щий сигнал на сложение, счетчикпри этом может работать только вобратном направлении Ьа вычитание). Если на реверсивном счетчике 12 нуль мийимальный номер поо зиции),то управляющий сигнал наВычитайие запирается концевым выключателем 11,счетчик при этомможет работать только В прямомнаправлении на сложение). Введение, концевых Выключателей исключает Возможность скачкообразногоперехода счетчика 12 из иаксииальной позиции в нулевую при добавлении еще одного импульса) илинаоборот,из нулевой позиции в максимальную (при вычитании еще одного импульса).Для защиты от сбоев при пе. реходных процессах, когда ни обоих25 управляющих Выходах нуль=органа 9могут появиться сигналы введендополнительный Выход 25,выдающийсигнал, запирающий при этом обаконцевйх выключателя,зо Блок логики 13 выполнен намикросхемах "К 1 И" - "НЕ" 26,27 и"НЕ 28,функциональная схема блока логики 13, приведенная на фиг.Х,реализует состояния регулятораз 5 согласно фиг. 2.На выходах логической схемыформируются команды на Включениесоответствующих тиристорных групп:на выходе 39 - сигнал на формиро 4 о вание нулевого разряда; на выходе30 - первого разряда и на выходе31 - начального уровня, Для обеспечения Включения тиристоров вгруппах в соответствии со знаком45 тока сигналы с указанных ВыходоВлогической схемы и сигналы с Вы, хода индикатора знака тока 4 поступают на шесть схем "И - НЕ" 32.ри совпадении сигналов на выхоьо е, одной из схем 32 появляетсясигнал,открывающий соответствующий блокинг=генератор блока генераторов управляющих импульсов 14,в результате чего на управляющий55 электрод соответствующего тиристора подается пачка коротких импульсов,открывааних тиристор.Для обеспечения работы с начальным уровнем в регулятор посхеме, изображенной на фиг. 1,добавлейы:в блок логики - схема 33и пара схем 34,в блок генераторовуправляющих импульсов - пара бло4334687кинг=генераторов 35 и в регулируорган - тиристорная группа 1.Возможны следующие варианты выполнения регулятора: тиристор ные группы могут быть включены со вторичной стороны автотрансформатора, вместо встречно=параллельной групйы могущ быть применены грунпы из двух тиристоров,включенных встречно и шунтированйых обратнымл неуправляемыми диодами,или симметричные тиристоры.Стабилизацией и регулированием переменного напряжевия не ограничивается область применения РЧИ регулятора. Такой регулятор может быть применен для стабилизации или управления другими техно- о логическими параметрами, если регулирующий орган включей в цепь переменного напряжения. 25 ПРЕЩМЕТ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Регулятор переменного напряжения с цифровым управлением, содержащий регулирующии орган в виде нескольких групп встречно= параллельно соединенных тиристоров,подключенных к отводам силового автотрансформатора,генераторы управляющих импульсов для тиристоров,индикатор знака тока и цепь обратной связи,состоящую из изиерительного оргайа,трехпозиционного нуль=органа и реверсивного счетчика имдульсов отличающийся тем,что,с целью уменьшения перио О да регулирования и обеспечения 8большего числа позиций регулятора малым числом тиристорных групп, регулятор снабжен генератором тактовых импульсов, выходом подключенным к счетному входу реверсивного счетчика,к шинам вычитания и сложения которого подсоединены выходы трехпозиционного нуль: органа через концевые выключатели, циклическим счетчиком импульсов с периодом цикла, равным периоду регулирования,и блоком логики,на входы которого подключены вйходы реверсивного и циклического счетчиков и индикатора знака тока,а выходы соединены с генератором управляющих импульсов, причем отношение коэициентов трансформации автотрансформатора у отводов,к которым подключены тиристорные группы соседних старшего и младшего разрядов, равно основанию кода регулятора,а число тиристорных груп групп равно числу разрядов регулятора.2. Регулятор по и. 1,отличакицийся тем,что,с целью уменьшения погрешностй квантования при том же числе позиций регулятора а длине периода регулирования,он снабжен дополнительной группой встречно=параллельно соединенных тиристоров,подключенной к отводу .силового автотрансформатора,соответствующего минимальному коэффициенту трансформации,а управляющие электроды тиристоров атойгруппы соединены с выходами генераторов импульсов, цепи запуска которых подключены к выходам блока логики.